JPH11275895A - ステッピングモータ駆動方法及び装置 - Google Patents
ステッピングモータ駆動方法及び装置Info
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- JPH11275895A JPH11275895A JP7799698A JP7799698A JPH11275895A JP H11275895 A JPH11275895 A JP H11275895A JP 7799698 A JP7799698 A JP 7799698A JP 7799698 A JP7799698 A JP 7799698A JP H11275895 A JPH11275895 A JP H11275895A
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- phase excitation
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １−２相交代励磁方式で駆動するステッピン
グモータにおいて回転子を理想的な位置まで回転させる
ことができるステッピングモータの駆動方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 １相励磁状態と２相励磁状態とを交互に
繰り返すための制御信号を生成する通常励磁制御器３
と、１相励磁時に一時的な２相励磁状態を設定するため
の制御信号を生成する特殊励磁制御器４とを備える。１
相励磁時に一時的な２相励磁状態を設定して、１相励磁
と２相励磁との回転トルクの不均一を補償する。
グモータにおいて回転子を理想的な位置まで回転させる
ことができるステッピングモータの駆動方法及び装置を
提供する。 【解決手段】 １相励磁状態と２相励磁状態とを交互に
繰り返すための制御信号を生成する通常励磁制御器３
と、１相励磁時に一時的な２相励磁状態を設定するため
の制御信号を生成する特殊励磁制御器４とを備える。１
相励磁時に一時的な２相励磁状態を設定して、１相励磁
と２相励磁との回転トルクの不均一を補償する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、１−２相交代励磁
方式で駆動するステッピングモータの駆動方法及び装置
に関する。
方式で駆動するステッピングモータの駆動方法及び装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステッピングモータは、入力信号の電気
パルスを、これに対応する機械変位に変換する装置であ
り、多相・多極の特殊構造の同期電動機と、これに制御
電力を供給する駆動回路とから構成されている。回転子
の中に永久磁石が設けられ、回転子は永久磁石を利用し
た磁極を有する。一方、固定子には電磁石（巻線）が設
けられ、これを次々と励磁して回転子を対応する方向に
吸引して一定角度ずつ回転させる。この電磁石となる巻
線はＡ相，Ｂ相の２相に分かれており、これらのＡ相，
Ｂ相の各巻線への電流の通電方向及び通電時間を制御す
ることにより、回転子が回転する。
パルスを、これに対応する機械変位に変換する装置であ
り、多相・多極の特殊構造の同期電動機と、これに制御
電力を供給する駆動回路とから構成されている。回転子
の中に永久磁石が設けられ、回転子は永久磁石を利用し
た磁極を有する。一方、固定子には電磁石（巻線）が設
けられ、これを次々と励磁して回転子を対応する方向に
吸引して一定角度ずつ回転させる。この電磁石となる巻
線はＡ相，Ｂ相の２相に分かれており、これらのＡ相，
Ｂ相の各巻線への電流の通電方向及び通電時間を制御す
ることにより、回転子が回転する。
【０００３】このような２相の巻線への電流の通電方式
には、１相励磁方式（常に１相の巻線のみに通電），１
−２相交代励磁方式（１相の巻線のみへの通電と２相の
巻線への通電とを交互に実施），２相励磁方式（常に２
相の巻線に通電）等がある。
には、１相励磁方式（常に１相の巻線のみに通電），１
−２相交代励磁方式（１相の巻線のみへの通電と２相の
巻線への通電とを交互に実施），２相励磁方式（常に２
相の巻線に通電）等がある。
【０００４】図９は、１−２相交代励磁方式を採用した
ステッピングモータにおけるＡ相，Ｂ相の各巻線への通
電状態を示すタイミングチャート、図１０は、８段階の
各ステップ（Ｓ０〜Ｓ７）におけるＡ相，Ｂ相の各巻線
への通電状態及び回転子の軸方向を示す模式図である。
なお、図９において、（＋）と（−）とは電流を流す向
きが反対（順方向と逆方向）であることを示している。
ステッピングモータにおけるＡ相，Ｂ相の各巻線への通
電状態を示すタイミングチャート、図１０は、８段階の
各ステップ（Ｓ０〜Ｓ７）におけるＡ相，Ｂ相の各巻線
への通電状態及び回転子の軸方向を示す模式図である。
なお、図９において、（＋）と（−）とは電流を流す向
きが反対（順方向と逆方向）であることを示している。
【０００５】図９に示すような通電制御、つまり、それ
ぞれのＡ相，Ｂ相の各巻線に対して１周期の間で順方向
と逆方向とで通電して、２相励磁状態と１相励磁状態と
を交互に繰り返すことにより、図１０に示すような８ス
テップの状態を経て回転子（モータ）が回転する。
ぞれのＡ相，Ｂ相の各巻線に対して１周期の間で順方向
と逆方向とで通電して、２相励磁状態と１相励磁状態と
を交互に繰り返すことにより、図１０に示すような８ス
テップの状態を経て回転子（モータ）が回転する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、Ａ相または
Ｂ相だけの１相励磁時の回転トルクを１００％とした場
合に、Ａ及びＢ相による２相励磁時の回転トルクは１４
１％になる。このように、１相励磁時の回転トルクと２
相励磁時の回転トルクとに差があるので、負荷の状態に
よっては１相励磁時に回転トルクが不足することが多
い。
Ｂ相だけの１相励磁時の回転トルクを１００％とした場
合に、Ａ及びＢ相による２相励磁時の回転トルクは１４
１％になる。このように、１相励磁時の回転トルクと２
相励磁時の回転トルクとに差があるので、負荷の状態に
よっては１相励磁時に回転トルクが不足することが多
い。
【０００７】図１１は、理想的な回転子の向き遷移
（ａ）と、回転トルク不足が生じた場合の現実的な回転
子の向き遷移（ｂ）とを示す模式図である。２相励磁時
には充分な回転トルクが与えられて回転子が理想的な位
置まで移動しているが、１相励磁時には充分な回転トル
クが与えられず回転子が理想的な位置に到達していな
い。このような結果により、従来では回転子を理想的な
位置まで回転させることができず、意図するステップ角
度精度が出せないという問題がある。
（ａ）と、回転トルク不足が生じた場合の現実的な回転
子の向き遷移（ｂ）とを示す模式図である。２相励磁時
には充分な回転トルクが与えられて回転子が理想的な位
置まで移動しているが、１相励磁時には充分な回転トル
クが与えられず回転子が理想的な位置に到達していな
い。このような結果により、従来では回転子を理想的な
位置まで回転させることができず、意図するステップ角
度精度が出せないという問題がある。
【０００８】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、１相励磁時と２相励磁時とにおける回転トルク
の不均一を補償して、回転子を理想的な位置まで回転さ
せることができるステッピングモータ駆動方法及び装置
を提供することを目的とする。
であり、１相励磁時と２相励磁時とにおける回転トルク
の不均一を補償して、回転子を理想的な位置まで回転さ
せることができるステッピングモータ駆動方法及び装置
を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係るステッピ
ングモータ駆動方法は、２相の巻線を有するステッピン
グモータを、１相の巻線のみに通電する１相励磁期間と
両相の巻線に通電する２相励磁期間とを交互に繰り返し
て、回転させるステッピングモータ駆動方法において、
所定時間幅の２相励磁期間と、該所定時間幅より何れも
時間幅が短い２相励磁期間及び１相励磁期間を有する期
間とを繰り返すことを特徴とする。
ングモータ駆動方法は、２相の巻線を有するステッピン
グモータを、１相の巻線のみに通電する１相励磁期間と
両相の巻線に通電する２相励磁期間とを交互に繰り返し
て、回転させるステッピングモータ駆動方法において、
所定時間幅の２相励磁期間と、該所定時間幅より何れも
時間幅が短い２相励磁期間及び１相励磁期間を有する期
間とを繰り返すことを特徴とする。
【００１０】請求項２に係るステッピングモータ駆動装
置は、２相の巻線を有するステッピングモータを駆動す
る装置において、２相の巻線に各別に通電する通電手段
と、両相の巻線に通電する所定時間幅の２相励磁期間
と、該所定時間幅より何れも時間幅が短い、２相励磁期
間及び１相の巻線のみに通電する１相励磁期間を有する
期間とを繰り返すべく前記通電手段を制御する手段とを
備えることを特徴とする。
置は、２相の巻線を有するステッピングモータを駆動す
る装置において、２相の巻線に各別に通電する通電手段
と、両相の巻線に通電する所定時間幅の２相励磁期間
と、該所定時間幅より何れも時間幅が短い、２相励磁期
間及び１相の巻線のみに通電する１相励磁期間を有する
期間とを繰り返すべく前記通電手段を制御する手段とを
備えることを特徴とする。
【００１１】請求項３に係るステッピングモータ駆動装
置は、請求項２において、２相励磁期間及び１相励磁期
間を有する前記期間における２相励磁期間の時間幅を変
更する手段を更に備えることを特徴とする。
置は、請求項２において、２相励磁期間及び１相励磁期
間を有する前記期間における２相励磁期間の時間幅を変
更する手段を更に備えることを特徴とする。
【００１２】本発明では、１相励磁時の期間内で一時的
に２相励磁状態を設定する。このように１相励磁時に２
相励磁状態を挿入することにより、１相励磁時における
回転トルクの不足を解消して、次の２相励磁時への切り
換え時において回転子を理想的な位置まで確実に回転さ
せることができる。
に２相励磁状態を設定する。このように１相励磁時に２
相励磁状態を挿入することにより、１相励磁時における
回転トルクの不足を解消して、次の２相励磁時への切り
換え時において回転子を理想的な位置まで確実に回転さ
せることができる。
【００１３】１相励磁時に挿入する２相励磁状態の時間
幅は、任意に変更できるようにする。よって、モータの
特性，負荷等の状況を考慮して、この２相励磁状態の最
適な時間幅を設定できる。
幅は、任意に変更できるようにする。よって、モータの
特性，負荷等の状況を考慮して、この２相励磁状態の最
適な時間幅を設定できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。まず、本発明に
よるステッピングモータ駆動の概念について、一例とし
て８ステップで１回転するモータを用いて説明する。図
１〜図４は、本発明の概念を説明するための図であり、
図１，図２は、回転子の軸方向を示し、図３，図４は回
転子の軸方向の時間的遷移を示す。
示す図面を参照して具体的に説明する。まず、本発明に
よるステッピングモータ駆動の概念について、一例とし
て８ステップで１回転するモータを用いて説明する。図
１〜図４は、本発明の概念を説明するための図であり、
図１，図２は、回転子の軸方向を示し、図３，図４は回
転子の軸方向の時間的遷移を示す。
【００１５】図１は、回転子が１回転する際の８ステッ
プの回転子の軸方向を示している。図１において、Ａは
Ａ相の巻線に順方向の電流を流す場合、ＢはＢ相の巻線
に順方向の電流を流す場合、ａはＡ相の巻線に逆方向の
電流を流す場合、ｂはＢ相の巻線に逆方向の電流を流す
場合に相当しており、例えば、ａＢはＡ相の巻線に逆方
向の電流を流しＢ相の巻線に順方向の電流を流す場合
（２相励磁状態）の回転子の軸方向を表し、ＢはＡ相の
巻線には通電せずＢ相の巻線に順方向の電流を流す場合
（１相励磁状態）の回転子の軸方向を表す。
プの回転子の軸方向を示している。図１において、Ａは
Ａ相の巻線に順方向の電流を流す場合、ＢはＢ相の巻線
に順方向の電流を流す場合、ａはＡ相の巻線に逆方向の
電流を流す場合、ｂはＢ相の巻線に逆方向の電流を流す
場合に相当しており、例えば、ａＢはＡ相の巻線に逆方
向の電流を流しＢ相の巻線に順方向の電流を流す場合
（２相励磁状態）の回転子の軸方向を表し、ＢはＡ相の
巻線には通電せずＢ相の巻線に順方向の電流を流す場合
（１相励磁状態）の回転子の軸方向を表す。
【００１６】図２は、以下に本発明の概念を説明する際
の回転子の軸方向（ａｂからｂを経てＡｂまで）を示
す。図３（ａ）は、このａｂ→ｂ→Ａｂでの理想的な回
転子の軸方向の遷移を示し、図３（ｂ）は、このａｂ→
ｂ→Ａｂでの現実的な回転子の軸方向の遷移を示す。ま
た、図４は、本発明のステッピングモータ駆動における
ａｂ→ｂ→Ａｂでの回転子の軸方向の遷移を示す。な
お、図３，図４での★は励磁点を示す。
の回転子の軸方向（ａｂからｂを経てＡｂまで）を示
す。図３（ａ）は、このａｂ→ｂ→Ａｂでの理想的な回
転子の軸方向の遷移を示し、図３（ｂ）は、このａｂ→
ｂ→Ａｂでの現実的な回転子の軸方向の遷移を示す。ま
た、図４は、本発明のステッピングモータ駆動における
ａｂ→ｂ→Ａｂでの回転子の軸方向の遷移を示す。な
お、図３，図４での★は励磁点を示す。
【００１７】時刻ｔ0 で回転子はａｂの向き（図２の
）にあるとする。そして、この時刻ｔ0 からＴ／８
（Ｔ：モータの回転周期）経過した時刻ｔ1 では、理想
的には図３（ａ）に示すように、ｂの向き（図２の）
まで回転する。しかしながら、現実的には、１相励磁状
態での回転トルク不足により、図３（ｂ）に示すよう
に、ｂの向きより少し手前の向き（図２の）までしか
回転しない。
）にあるとする。そして、この時刻ｔ0 からＴ／８
（Ｔ：モータの回転周期）経過した時刻ｔ1 では、理想
的には図３（ａ）に示すように、ｂの向き（図２の）
まで回転する。しかしながら、現実的には、１相励磁状
態での回転トルク不足により、図３（ｂ）に示すよう
に、ｂの向きより少し手前の向き（図２の）までしか
回転しない。
【００１８】そこで、本発明では、この時刻ｔ0 から時
刻ｔ1 までの間（ｂ相の巻線に逆方向の電流を流す１相
励磁状態の期間）で、時刻（ｔ0 ＋α）から時刻（ｔ0
＋β）までの時間（β−α）だけ、図４に示すように、
Ａ相の巻線にも順方向の電流を流して２相励磁状態を実
現する。このように回転トルクを付加するようにしたの
で、時刻ｔ1 において理想的な位置まで回転子を回転さ
せることが可能となる。
刻ｔ1 までの間（ｂ相の巻線に逆方向の電流を流す１相
励磁状態の期間）で、時刻（ｔ0 ＋α）から時刻（ｔ0
＋β）までの時間（β−α）だけ、図４に示すように、
Ａ相の巻線にも順方向の電流を流して２相励磁状態を実
現する。このように回転トルクを付加するようにしたの
で、時刻ｔ1 において理想的な位置まで回転子を回転さ
せることが可能となる。
【００１９】次の時刻ｔ1 から時刻ｔ2 までの時間（Ｔ
／８）は、Ａ相及びＢ相の巻線に何れも電流を流す２相
励磁状態の期間であるので、充分な回転トルクが付与さ
れているので、特別な工夫をしなくても、時刻ｔ2 で回
転子は理想的なＡｂの向き（図２の）まで回転できる
（図３，４参照）。
／８）は、Ａ相及びＢ相の巻線に何れも電流を流す２相
励磁状態の期間であるので、充分な回転トルクが付与さ
れているので、特別な工夫をしなくても、時刻ｔ2 で回
転子は理想的なＡｂの向き（図２の）まで回転できる
（図３，４参照）。
【００２０】以上のように、本発明では、１−２相交代
励磁方式を採用したステッピングモータにおいて、１相
励磁状態の期間内で一時的に２相励磁状態を実現するこ
とにより、１相励磁時と２相励磁時とにおける回転トル
クの不均一を補償するようにしている。なお、１相励磁
期間中の一時的な２相励磁の期間は、モータの特性，負
荷等の状況を考慮して、最適な時間を設定できる。
励磁方式を採用したステッピングモータにおいて、１相
励磁状態の期間内で一時的に２相励磁状態を実現するこ
とにより、１相励磁時と２相励磁時とにおける回転トル
クの不均一を補償するようにしている。なお、１相励磁
期間中の一時的な２相励磁の期間は、モータの特性，負
荷等の状況を考慮して、最適な時間を設定できる。
【００２１】次に、上述したような巻線への通電制御を
行うための装置について説明する。図５は、このような
装置の回路構成を示す概略図である。また、図６は、本
発明における通電制御を示すタイミングチャートであ
る。
行うための装置について説明する。図５は、このような
装置の回路構成を示す概略図である。また、図６は、本
発明における通電制御を示すタイミングチャートであ
る。
【００２２】この回路は、所定周期の基準クロックを発
生する発振器１と、発振器１からの基準クロックを計数
して周期が異なる３種のクロック信号を生成して出力す
る相カウンタ２と、通常励磁相を生成すべく、Ａ相の順
方向，Ｂ相の順方向，Ａ相の逆方向，Ｂ相の逆方向のそ
れぞれについて通電すべきタイミングを示す制御信号Ａ
1 ，Ｂ1 ，ａ1 ，ｂ1 を出力する通常励磁制御器３と、
本発明の特徴部分である特殊励磁相を生成すべく、Ａ相
の順方向，Ｂ相の順方向，Ａ相の逆方向，Ｂ相の逆方向
のそれぞれについて通電すべきタイミングを示す制御信
号Ａ2 ，Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 を出力する特殊励磁制御器４
と、Ａ相の順方向，Ｂ相の順方向，Ａ相の逆方向，Ｂ相
の逆方向毎に各別に設けられ、通常励磁制御器３及び特
殊励磁制御器４の出力の論理和を求めて通電すべきタイ
ミングを示す制御信号Ａ3 ，Ｂ3，ａ3 ，ｂ3 を出力す
る４個のＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，５ｂとを備える。
生する発振器１と、発振器１からの基準クロックを計数
して周期が異なる３種のクロック信号を生成して出力す
る相カウンタ２と、通常励磁相を生成すべく、Ａ相の順
方向，Ｂ相の順方向，Ａ相の逆方向，Ｂ相の逆方向のそ
れぞれについて通電すべきタイミングを示す制御信号Ａ
1 ，Ｂ1 ，ａ1 ，ｂ1 を出力する通常励磁制御器３と、
本発明の特徴部分である特殊励磁相を生成すべく、Ａ相
の順方向，Ｂ相の順方向，Ａ相の逆方向，Ｂ相の逆方向
のそれぞれについて通電すべきタイミングを示す制御信
号Ａ2 ，Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 を出力する特殊励磁制御器４
と、Ａ相の順方向，Ｂ相の順方向，Ａ相の逆方向，Ｂ相
の逆方向毎に各別に設けられ、通常励磁制御器３及び特
殊励磁制御器４の出力の論理和を求めて通電すべきタイ
ミングを示す制御信号Ａ3 ，Ｂ3，ａ3 ，ｂ3 を出力す
る４個のＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，５ｂとを備える。
【００２３】発振器１は、所定周期の基準クロックを発
生して相カウンタ２へ送る。相カウンタ２は、この基準
クロックを計数して、周期が異なる３種のクロック信
号、即ち、図６に示すように、１つ分の基準クロックに
同期して立ち上がり，立ち下がりを繰り返す第１クロッ
ク信号と、２つ分の基準クロックに同期して立ち上が
り，立ち下がりを繰り返す第２クロック信号と、４つ分
の基準クロックに同期して立ち上がり，立ち下がりを繰
り返す第３クロック信号とを生成し、これらの３種のク
ロック信号を通常励磁制御器３及び特殊励磁制御器４へ
出力する。
生して相カウンタ２へ送る。相カウンタ２は、この基準
クロックを計数して、周期が異なる３種のクロック信
号、即ち、図６に示すように、１つ分の基準クロックに
同期して立ち上がり，立ち下がりを繰り返す第１クロッ
ク信号と、２つ分の基準クロックに同期して立ち上が
り，立ち下がりを繰り返す第２クロック信号と、４つ分
の基準クロックに同期して立ち上がり，立ち下がりを繰
り返す第３クロック信号とを生成し、これらの３種のク
ロック信号を通常励磁制御器３及び特殊励磁制御器４へ
出力する。
【００２４】これらの３種のクロック信号の“０”，
“１”を認識することにより、１回転周期を８分割した
ステップＳ０〜Ｓ７を判別できる。図６に示す例では、
３種のクロック信号がすべて“０”である場合にＳ０、
第１クロック信号が“１”で第２，第３クロック信号が
何れも“０”である場合にＳ１、第１，第３クロック信
号が何れも“０”で第２クロック信号が“１”である場
合にＳ２、第１，第２クロック信号が何れも“１”で第
３クロック信号が“０”である場合にＳ３、第１，第２
クロック信号が何れも“０”で第３クロック信号が
“１”である場合にＳ４、第１，第３クロック信号が何
れも“１”で第２クロック信号が“０”である場合にＳ
５、第１クロック信号が“０”で第２，第３クロック信
号が何れも“１”である場合にＳ６、３種のクロック信
号がすべて“０”である場合にＳ７と判別している。
“１”を認識することにより、１回転周期を８分割した
ステップＳ０〜Ｓ７を判別できる。図６に示す例では、
３種のクロック信号がすべて“０”である場合にＳ０、
第１クロック信号が“１”で第２，第３クロック信号が
何れも“０”である場合にＳ１、第１，第３クロック信
号が何れも“０”で第２クロック信号が“１”である場
合にＳ２、第１，第２クロック信号が何れも“１”で第
３クロック信号が“０”である場合にＳ３、第１，第２
クロック信号が何れも“０”で第３クロック信号が
“１”である場合にＳ４、第１，第３クロック信号が何
れも“１”で第２クロック信号が“０”である場合にＳ
５、第１クロック信号が“０”で第２，第３クロック信
号が何れも“１”である場合にＳ６、３種のクロック信
号がすべて“０”である場合にＳ７と判別している。
【００２５】通常励磁制御器３は、このようなステップ
Ｓ０〜Ｓ７の判別結果に基づき、Ａ相の順方向（Ａ），
Ｂ相の順方向（Ｂ），Ａ相の逆方向（ａ），Ｂ相の逆方
向（ｂ）のそれぞれについて通電すべきタイミングを決
定し、そのタイミングを示す制御信号Ａ1 ，Ｂ1 ，
ａ1 ，ｂ1 を対応する各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，５
ｂの一方の入力端子へそれぞれ出力する。
Ｓ０〜Ｓ７の判別結果に基づき、Ａ相の順方向（Ａ），
Ｂ相の順方向（Ｂ），Ａ相の逆方向（ａ），Ｂ相の逆方
向（ｂ）のそれぞれについて通電すべきタイミングを決
定し、そのタイミングを示す制御信号Ａ1 ，Ｂ1 ，
ａ1 ，ｂ1 を対応する各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，５
ｂの一方の入力端子へそれぞれ出力する。
【００２６】Ａ相の順方向（Ａ）に対応する制御信号Ａ
1 はＳ３，Ｓ４，Ｓ５で“１”で他のステップは“０”
であり、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５でＡ相の順方向に通電するこ
とを示す。Ｂ相の順方向（Ｂ）に対応する制御信号Ｂ1
はＳ５，Ｓ６，Ｓ７で“１”で他のステップは“０”で
あり、Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７でＢ相の順方向に通電すること
を示す。Ａ相の逆方向（ａ）に対応する制御信号ａ1 は
Ｓ７，Ｓ０，Ｓ１で“１”で他のステップは“０”であ
り、Ｓ７，Ｓ０，Ｓ１でＡ相の逆方向に通電することを
示す。Ｂ相の逆方向（ｂ）に対応する制御信号ｂ1 はＳ
１，Ｓ２，Ｓ３で“１”で他のステップは“０”であ
り、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３でＢ相の逆方向に通電することを
示す。
1 はＳ３，Ｓ４，Ｓ５で“１”で他のステップは“０”
であり、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５でＡ相の順方向に通電するこ
とを示す。Ｂ相の順方向（Ｂ）に対応する制御信号Ｂ1
はＳ５，Ｓ６，Ｓ７で“１”で他のステップは“０”で
あり、Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７でＢ相の順方向に通電すること
を示す。Ａ相の逆方向（ａ）に対応する制御信号ａ1 は
Ｓ７，Ｓ０，Ｓ１で“１”で他のステップは“０”であ
り、Ｓ７，Ｓ０，Ｓ１でＡ相の逆方向に通電することを
示す。Ｂ相の逆方向（ｂ）に対応する制御信号ｂ1 はＳ
１，Ｓ２，Ｓ３で“１”で他のステップは“０”であ
り、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３でＢ相の逆方向に通電することを
示す。
【００２７】このように方向を変えてＡ相，Ｂ相の巻線
に１３５°ずつ通電することにより、４５°周期で１相
励磁と２相励磁とを交互に繰り返すことができる。即
ち、Ｓ０はＡ相の逆方向通電のみの１相励磁、Ｓ１はＡ
相及びＢ相の逆方向通電の２相励磁、Ｓ２はＢ相の逆方
向通電のみの１相励磁、Ｓ３はＡ相の順方向通電及びＢ
相の逆方向通電の２相励磁、Ｓ４はＡ相の順方向通電の
みの１相励磁、Ｓ５はＡ相及びＢ相の順方向通電の２相
励磁、Ｓ６はＢ相の順方向通電のみの１相励磁、Ｓ７は
Ａ相の逆方向通電及びＢ相の順方向通電の２相励磁とな
り、このような状態を周期的に繰り返すことになる。
に１３５°ずつ通電することにより、４５°周期で１相
励磁と２相励磁とを交互に繰り返すことができる。即
ち、Ｓ０はＡ相の逆方向通電のみの１相励磁、Ｓ１はＡ
相及びＢ相の逆方向通電の２相励磁、Ｓ２はＢ相の逆方
向通電のみの１相励磁、Ｓ３はＡ相の順方向通電及びＢ
相の逆方向通電の２相励磁、Ｓ４はＡ相の順方向通電の
みの１相励磁、Ｓ５はＡ相及びＢ相の順方向通電の２相
励磁、Ｓ６はＢ相の順方向通電のみの１相励磁、Ｓ７は
Ａ相の逆方向通電及びＢ相の順方向通電の２相励磁とな
り、このような状態を周期的に繰り返すことになる。
【００２８】一方、特殊励磁制御器４は、このようなス
テップＳ０〜Ｓ７の判別結果に基づき、Ａ相の順方向
（Ａ），Ｂ相の順方向（Ｂ），Ａ相の逆方向（ａ），Ｂ
相の逆方向（ｂ）のそれぞれについて通電すべきタイミ
ングを決定し、そのタイミングを示す制御信号Ａ2 ，Ｂ
2 ，ａ2 ，ｂ2 を対応する各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５
ａ，５ｂの他方の入力端子へそれぞれ出力する。
テップＳ０〜Ｓ７の判別結果に基づき、Ａ相の順方向
（Ａ），Ｂ相の順方向（Ｂ），Ａ相の逆方向（ａ），Ｂ
相の逆方向（ｂ）のそれぞれについて通電すべきタイミ
ングを決定し、そのタイミングを示す制御信号Ａ2 ，Ｂ
2 ，ａ2 ，ｂ2 を対応する各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５
ａ，５ｂの他方の入力端子へそれぞれ出力する。
【００２９】Ａ相の順方向（Ａ）に対応する制御信号Ａ
2 はＳ２の開始から時間ｘだけ“１”となり、この時間
ｘだけＡ相の順方向に通電することを示す。Ｂ相の順方
向（Ｂ）に対応する制御信号Ｂ2 はＳ４の開始から時間
ｘだけ“１”となり、この時間ｘだけＢ相の順方向に通
電することを示す。Ａ相の逆方向（ａ）に対応する制御
信号ａ2 はＳ６の開始から時間ｘだけ“１”となり、こ
の時間ｘだけＡ相の逆方向に通電することを示す。Ｂ相
の逆方向（ｂ）に対応する制御信号ｂ2 はＳ０の開始か
ら時間ｘだけ“１”となり、この時間ｘだけＢ相の逆方
向に通電することを示す。なお、この例では、前述の概
念の説明において、α＝０，β＝ｘに該当する。
2 はＳ２の開始から時間ｘだけ“１”となり、この時間
ｘだけＡ相の順方向に通電することを示す。Ｂ相の順方
向（Ｂ）に対応する制御信号Ｂ2 はＳ４の開始から時間
ｘだけ“１”となり、この時間ｘだけＢ相の順方向に通
電することを示す。Ａ相の逆方向（ａ）に対応する制御
信号ａ2 はＳ６の開始から時間ｘだけ“１”となり、こ
の時間ｘだけＡ相の逆方向に通電することを示す。Ｂ相
の逆方向（ｂ）に対応する制御信号ｂ2 はＳ０の開始か
ら時間ｘだけ“１”となり、この時間ｘだけＢ相の逆方
向に通電することを示す。なお、この例では、前述の概
念の説明において、α＝０，β＝ｘに該当する。
【００３０】各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，５ｂは、通
常励磁制御器３からの制御信号と特殊励磁制御器４から
の制御信号との論理和を求め、通電すべきタイミングを
示す制御信号Ａ3 ，Ｂ3 ，ａ3 ，ｂ3 を出力する。制御
信号Ａ3 は、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の全期間とＳ２の開始か
ら時間ｘの期間とが“１”となり、この期間でＡ相の順
方向に通電する。制御信号Ｂ3 は、Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７の
全期間とＳ４の開始から時間ｘの期間とが“１”とな
り、この期間でＢ相の順方向に通電する。制御信号ａ3
は、Ｓ７，Ｓ０，Ｓ１の全期間とＳ６の開始から時間ｘ
の期間とが“１”となり、この期間でＡ相の逆方向に通
電する。制御信号ｂ3 は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の全期間と
Ｓ０の開始から時間ｘの期間とが“１”となり、この期
間でＢ相の逆方向に通電する。
常励磁制御器３からの制御信号と特殊励磁制御器４から
の制御信号との論理和を求め、通電すべきタイミングを
示す制御信号Ａ3 ，Ｂ3 ，ａ3 ，ｂ3 を出力する。制御
信号Ａ3 は、Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５の全期間とＳ２の開始か
ら時間ｘの期間とが“１”となり、この期間でＡ相の順
方向に通電する。制御信号Ｂ3 は、Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７の
全期間とＳ４の開始から時間ｘの期間とが“１”とな
り、この期間でＢ相の順方向に通電する。制御信号ａ3
は、Ｓ７，Ｓ０，Ｓ１の全期間とＳ６の開始から時間ｘ
の期間とが“１”となり、この期間でＡ相の逆方向に通
電する。制御信号ｂ3 は、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３の全期間と
Ｓ０の開始から時間ｘの期間とが“１”となり、この期
間でＢ相の逆方向に通電する。
【００３１】このような制御信号Ａ3 ，Ｂ3 ，ａ3 ，ｂ
3 にて、Ａ相，Ｂ相の各巻線への通電を制御することに
より、Ｓ２では、Ｂ相の逆方向通電による１相励磁状態
の間にＡ相の順方向通電の付加による一時的な２相励磁
状態を実現し、Ｓ４では、Ａ相の順方向通電による１相
励磁状態の間にＢ相の順方向通電の付加による一時的な
２相励磁状態を実現し、Ｓ６では、Ｂ相の順方向通電に
よる１相励磁状態の間にＡ相の逆方向通電の付加による
一時的な２相励磁状態を実現し、Ｓ０では、Ａ相の逆方
向通電による１相励磁状態の間にＢ相の逆方向通電の付
加による一時的な２相励磁状態を実現する。従って、１
相励磁時の期間内に一時的な２相励磁状態を実現するの
で、１相励磁時における回転トルクの不足を解消して、
次の２相励磁時への切り換え時において回転子を理想的
な位置まで確実に回転させることができる。
3 にて、Ａ相，Ｂ相の各巻線への通電を制御することに
より、Ｓ２では、Ｂ相の逆方向通電による１相励磁状態
の間にＡ相の順方向通電の付加による一時的な２相励磁
状態を実現し、Ｓ４では、Ａ相の順方向通電による１相
励磁状態の間にＢ相の順方向通電の付加による一時的な
２相励磁状態を実現し、Ｓ６では、Ｂ相の順方向通電に
よる１相励磁状態の間にＡ相の逆方向通電の付加による
一時的な２相励磁状態を実現し、Ｓ０では、Ａ相の逆方
向通電による１相励磁状態の間にＢ相の逆方向通電の付
加による一時的な２相励磁状態を実現する。従って、１
相励磁時の期間内に一時的な２相励磁状態を実現するの
で、１相励磁時における回転トルクの不足を解消して、
次の２相励磁時への切り換え時において回転子を理想的
な位置まで確実に回転させることができる。
【００３２】ところで、１相励磁時に挿入する２相励磁
状態の時間幅（上述のｘ）は、任意に設定できるように
なっている。図７は、図５の特殊励磁制御器４の内部構
成を示す図である。特殊励磁制御器４は、所定周期の基
準クロックを発生する発振器１１と、発振器１１からの
基準クロックを計数し、所定数の基準クロックを計数す
る間にバルス信号を出力する出力幅設定カウンタ１２
と、相カウンタ２からの３種のクロック信号に基づいて
出力幅設定カウンタ１２に計数開始のタイミング信号を
出力する出力命令部１３と、出力幅設定カウンタ１２か
らのバルス信号に応じて各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，
５ｂに制御信号Ａ2 ，Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 を出力する分配
器１４とを有する。
状態の時間幅（上述のｘ）は、任意に設定できるように
なっている。図７は、図５の特殊励磁制御器４の内部構
成を示す図である。特殊励磁制御器４は、所定周期の基
準クロックを発生する発振器１１と、発振器１１からの
基準クロックを計数し、所定数の基準クロックを計数す
る間にバルス信号を出力する出力幅設定カウンタ１２
と、相カウンタ２からの３種のクロック信号に基づいて
出力幅設定カウンタ１２に計数開始のタイミング信号を
出力する出力命令部１３と、出力幅設定カウンタ１２か
らのバルス信号に応じて各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，
５ｂに制御信号Ａ2 ，Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 を出力する分配
器１４とを有する。
【００３３】出力幅設定カウンタ１２に、１相励磁時に
挿入する２相励磁状態の時間幅（上述のｘ）が設定され
る。この時間幅は、発振器１１で発生される基準クロッ
クのクロック数として設定される。出力命令部１３は、
相カウンタ２からの周期が異なる３種のクロック信号を
入力し、これらのクロック信号に基づいて各ステップ
（Ｓ０〜Ｓ７）の開始時点を認識し、Ｓ０，Ｓ２，Ｓ
４，Ｓ６の開始時点に同期して計数開始のタイミング信
号を出力幅設定カウンタ１２へ出力する。
挿入する２相励磁状態の時間幅（上述のｘ）が設定され
る。この時間幅は、発振器１１で発生される基準クロッ
クのクロック数として設定される。出力命令部１３は、
相カウンタ２からの周期が異なる３種のクロック信号を
入力し、これらのクロック信号に基づいて各ステップ
（Ｓ０〜Ｓ７）の開始時点を認識し、Ｓ０，Ｓ２，Ｓ
４，Ｓ６の開始時点に同期して計数開始のタイミング信
号を出力幅設定カウンタ１２へ出力する。
【００３４】出力幅設定カウンタ１２は、このタイミン
グ信号が入力されると、発振器１１から送られる基準ク
ロックの計数を開始し、その計数値が設定されているク
ロック数に達するまで計数動作を行う。そして、出力幅
設定カウンタ１２は、この計数動作を行っている間、パ
ルス信号を分配器１４へ出力する。
グ信号が入力されると、発振器１１から送られる基準ク
ロックの計数を開始し、その計数値が設定されているク
ロック数に達するまで計数動作を行う。そして、出力幅
設定カウンタ１２は、この計数動作を行っている間、パ
ルス信号を分配器１４へ出力する。
【００３５】分配器１４は、このパルス信号が入力され
ている間のみ“１”となる制御信号を作成するが、相カ
ウンタ２からの周期が異なる３種のクロック信号を入力
し、これらのクロック信号に基づいて各ステップ（Ｓ０
〜Ｓ７）を判別しており、Ｓ２の状態でパルス信号が入
力されている間には制御信号Ａ2 のみを“１”とし、Ｓ
４，Ｓ６，Ｓ０の状態でパルス信号が入力されている間
にはそれぞれ制御信号Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 のみを“１”と
する。そして、このような制御信号Ａ2 ，Ｂ2，ａ2 ，
ｂ2 を対応する各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，５ｂへそ
れぞれ出力する。
ている間のみ“１”となる制御信号を作成するが、相カ
ウンタ２からの周期が異なる３種のクロック信号を入力
し、これらのクロック信号に基づいて各ステップ（Ｓ０
〜Ｓ７）を判別しており、Ｓ２の状態でパルス信号が入
力されている間には制御信号Ａ2 のみを“１”とし、Ｓ
４，Ｓ６，Ｓ０の状態でパルス信号が入力されている間
にはそれぞれ制御信号Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 のみを“１”と
する。そして、このような制御信号Ａ2 ，Ｂ2，ａ2 ，
ｂ2 を対応する各ＯＲ回路５Ａ，５Ｂ，５ａ，５ｂへそ
れぞれ出力する。
【００３６】このような構成において、出力幅設定カウ
ンタ１２に設定される時間幅（基準クロックのカウント
数）は、外部から任意の値に設定できるので、１相励磁
時に挿入する２相励磁状態の時間幅（上述のｘ）の自由
な選択が可能である。この場合、モータの特性，付加等
の状況を考慮して最適な時間幅を選択するようにすれば
良い。
ンタ１２に設定される時間幅（基準クロックのカウント
数）は、外部から任意の値に設定できるので、１相励磁
時に挿入する２相励磁状態の時間幅（上述のｘ）の自由
な選択が可能である。この場合、モータの特性，付加等
の状況を考慮して最適な時間幅を選択するようにすれば
良い。
【００３７】なお、モータの回転数は、相カウンタ２に
よって制御できる。モータの回転数を相カウンタ２に設
定すると、相カウンタ２はその設定回転数に応じた周期
を有する３種のクロック信号を、発振器１からの基準ク
ロックに基づいて生成し、それらを通常励磁制御器３及
び特殊励磁制御器４へ送る。
よって制御できる。モータの回転数を相カウンタ２に設
定すると、相カウンタ２はその設定回転数に応じた周期
を有する３種のクロック信号を、発振器１からの基準ク
ロックに基づいて生成し、それらを通常励磁制御器３及
び特殊励磁制御器４へ送る。
【００３８】図８は、上述した例とは反対方向にモータ
を回転する際のタイミングチャートである。この場合の
通電制御の基本原理は、上述した例と同様である。な
お、この場合、相カウンタ２から出力する３種のクロッ
ク信号における立ち上がり及び立ち下がりの関係を上述
した例と逆にする。
を回転する際のタイミングチャートである。この場合の
通電制御の基本原理は、上述した例と同様である。な
お、この場合、相カウンタ２から出力する３種のクロッ
ク信号における立ち上がり及び立ち下がりの関係を上述
した例と逆にする。
【００３９】Ｓ６では、Ｂ相の順方向通電による１相励
磁状態の間にＡ相の順方向通電の付加による一時的な２
相励磁状態を実現し、Ｓ４では、Ａ相の順方向通電によ
る１相励磁状態の間にＢ相の逆方向通電の付加による一
時的な２相励磁状態を実現し、Ｓ２では、Ｂ相の逆方向
通電による１相励磁状態の間にＡ相の逆方向通電の付加
による一時的な２相励磁状態を実現し、Ｓ０では、Ａ相
の逆方向通電による１相励磁状態の間にＢ相の順方向通
電の付加による一時的な２相励磁状態を実現する。よっ
て、この例でも上述した例と同様に、１相励磁時の期間
内に一時的な２相励磁状態を実現することにより、回転
子を理想的な位置まで回転させることができる。
磁状態の間にＡ相の順方向通電の付加による一時的な２
相励磁状態を実現し、Ｓ４では、Ａ相の順方向通電によ
る１相励磁状態の間にＢ相の逆方向通電の付加による一
時的な２相励磁状態を実現し、Ｓ２では、Ｂ相の逆方向
通電による１相励磁状態の間にＡ相の逆方向通電の付加
による一時的な２相励磁状態を実現し、Ｓ０では、Ａ相
の逆方向通電による１相励磁状態の間にＢ相の順方向通
電の付加による一時的な２相励磁状態を実現する。よっ
て、この例でも上述した例と同様に、１相励磁時の期間
内に一時的な２相励磁状態を実現することにより、回転
子を理想的な位置まで回転させることができる。
【００４０】なお、上述した例では、１相励磁状態の開
始時点から所定の時間だけ一時的な２相励磁状態を実現
するようにしたが、その１相励磁状態の期間内における
任意のタイミングで一時的な２相励磁状態を挿入するよ
うにして良い。
始時点から所定の時間だけ一時的な２相励磁状態を実現
するようにしたが、その１相励磁状態の期間内における
任意のタイミングで一時的な２相励磁状態を挿入するよ
うにして良い。
【００４１】また、各制御信号Ａ2 ，Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2
の“１”となる時間幅（ｘ）を同じ値としたが、各制御
信号Ａ2 ，Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 毎に“１”となる時間幅を
異ならせるようにしても良い。
の“１”となる時間幅（ｘ）を同じ値としたが、各制御
信号Ａ2 ，Ｂ2 ，ａ2 ，ｂ2 毎に“１”となる時間幅を
異ならせるようにしても良い。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明では、１−２相交代
励磁方式のステッピングモータにおいて、１相励磁時に
一時的に２相励磁状態を設けるようにしたので、１相励
磁と２相励磁との回転トルクの不均一を補償して、回転
子を理想的な位置まで回転させることができる。
励磁方式のステッピングモータにおいて、１相励磁時に
一時的に２相励磁状態を設けるようにしたので、１相励
磁と２相励磁との回転トルクの不均一を補償して、回転
子を理想的な位置まで回転させることができる。
【００４３】また、１相励磁時に一時的に設ける２相励
磁状態の時間幅を、任意に設定できるようにしたので、
モータの特性，負荷等の状況を考慮して、その２相励磁
状態の最適な時間幅を設定できる。
磁状態の時間幅を、任意に設定できるようにしたので、
モータの特性，負荷等の状況を考慮して、その２相励磁
状態の最適な時間幅を設定できる。
【図１】回転子が１回転する際の軸方向を示す図であ
る。
る。
【図２】回転子の軸方向を示す図である。
【図３】理想的及び現実的な回転子の軸方向の時間的遷
移を示す図である。
移を示す図である。
【図４】本発明による回転子の軸方向の時間的遷移を示
す図である。
す図である。
【図５】本発明における通電制御を行うための装置の回
路構成を示す概略図である。
路構成を示す概略図である。
【図６】本発明における通電制御を示すタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図７】特殊励磁制御器の内部構成を示す図である。
【図８】本発明における通電制御を示すタイミングチャ
ートである。
ートである。
【図９】従来の通電制御を示すタイミングチャートであ
る。
る。
【図１０】８段階の各ステップにおけるＡ相，Ｂ相への
通電状態及び回転子の軸方向を示す模式図である。
通電状態及び回転子の軸方向を示す模式図である。
【図１１】従来例の問題点を説明するための回転子の軸
方向の時間的遷移を示す図である。
方向の時間的遷移を示す図である。
１，１１ 発振器 ２ 相カウンタ ３ 通常励磁制御器 ４ 特殊励磁制御器 ５Ａ，５Ｂ，５ａ，５ｂ ＯＲ回路 １２ 出力幅設定カウンタ １３ 出力命令部 １４ 分配器
Claims (3)
- 【請求項１】 ２相の巻線を有するステッピングモータ
を、１相の巻線のみに通電する１相励磁期間と両相の巻
線に通電する２相励磁期間とを交互に繰り返して、回転
させるステッピングモータ駆動方法において、所定時間
幅の２相励磁期間と、該所定時間幅より何れも時間幅が
短い２相励磁期間及び１相励磁期間を有する期間とを繰
り返すことを特徴とするステッピングモータ駆動方法。 - 【請求項２】 ２相の巻線を有するステッピングモータ
を駆動する装置において、２相の巻線に各別に通電する
通電手段と、両相の巻線に通電する所定時間幅の２相励
磁期間と、該所定時間幅より何れも時間幅が短い、２相
励磁期間及び１相の巻線のみに通電する１相励磁期間を
有する期間とを繰り返すべく前記通電手段を制御する手
段とを備えることを特徴とするステッピングモータ駆動
装置。 - 【請求項３】 ２相励磁期間及び１相励磁期間を有する
前記期間における２相励磁期間の時間幅を変更する手段
を更に備える請求項２記載のステッピングモータ駆動装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7799698A JPH11275895A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ステッピングモータ駆動方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7799698A JPH11275895A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ステッピングモータ駆動方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11275895A true JPH11275895A (ja) | 1999-10-08 |
Family
ID=13649431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7799698A Pending JPH11275895A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | ステッピングモータ駆動方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11275895A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010093914A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Seiko Instruments Inc | モータ制御回路、モータ制御方法、サーマルプリンタ装置及び半導体装置 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP7799698A patent/JPH11275895A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010093914A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Seiko Instruments Inc | モータ制御回路、モータ制御方法、サーマルプリンタ装置及び半導体装置 |
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